JP5856472B2 - 蓄電池の設置構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物の外部に設置される蓄電池の設置構造に関するものである。

太陽光発電装置で発電された電力や料金の安い深夜電力を蓄えたり、非常時の電源としたりするために、住宅用の蓄電池を設置する例が知られている（特許文献１−３など参照）。

蓄電池は、充放電効率を上げるために運転時の発熱をスムーズに逃がす必要があり、特許文献１には、蓄電池を収容する函体を季節変動の少ない安定した冷却環境に保てる地中に埋める発明が開示されている。

また、特許文献２，３には、豪雨や洪水等によって建物が浸水するのに備えて、蓄電池を地面より上に持ち上げることができる昇降機構を備えた蓄電池の収納庫が開示されている。

特開２００１−２１１５５６号公報 特開２０１１−１５０９７６号公報 特開２０１１−１５３４５９号公報

しかしながら、特許文献２，３に開示された昇降機構は、重量の大きな蓄電池を上下させる機構であるため、コストの高い大掛りな機構となる。また、浸水によって昇降機構が故障すると、蓄電池を下げて修理することもできなくなるおそれがある。

さらに、蓄電池を上下させるすべての空間を空けておかなければならないため、占有空間が大きくなる。

そこで、本発明は、簡単な構造で浸水に対応できる蓄電池の設置構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の蓄電池の設置構造は、建物の外部に設置された函体に蓄電池を収容する蓄電池の設置構造であって、前記函体から前記建物の外壁まで保護管を配管し、前記蓄電池と前記建物の分電盤とを繋ぐ配線を前記保護管に通し、前記外壁及び前記函体と前記保護管との接続部を防水構造にしたことを特徴とする。

ここで、前記函体の隙間に、水膨潤性部材を配置することができる。また、前記水膨潤性部材を配置する函体の隙間が吸気口又は排気口の少なくとも一方であって、膨潤前には通気可能な構成となっていてもよい。

さらに、前記水膨潤性部材は、上方及び側方から供給される水によって膨潤しないように防水シートで覆われている構成であってもよい。

また、前記外壁と前記保護管との防水構造が、水膨潤性部材によって形成されていてもよい。さらに、前記函体と前記保護管との防水構造が、水膨潤性部材によって形成されていてもよい。そして、水膨潤性部材は、吸水ポリマーによって形成することができる。

このように構成された本発明の蓄電池の設置構造は、蓄電池を収容する函体から建物の外壁まで保護管が配管されており、その保護管の内空を介して分電盤までの配線がされる。また、保護管と外壁及び保護管と函体との接続部は、防水構造となっている。

このため、洪水などによって函体の周辺が浸水しても、保護管及び接続部の防水構造によって配線を伝って蓄電池側に水が浸入するのを防ぐことができるので、簡単な構造で浸水に対応することができる。

また、函体の隙間に水膨潤性部材を配置することによって、浸水時の防水性能を上げることができる。特に、吸気口や排気口は、充放電時などの蓄電池を運転しているときにパワコン（制御部）から発生する熱を放熱させるために開けておく必要があるが、水膨潤性部材を配置しても膨潤前は通気可能になっていれば、運転時は正常に冷却させ、浸水時にのみ隙間を塞いで水の浸入を防ぐ構成にすることが簡単にできる。

また、水膨潤性部材が上方及び側方から供給される水分によって膨潤しないように防水シートで覆われていれば、雨水や湿度などの浸水時ではない場合に供給される水分によって水膨潤性部材が膨潤してしまうのを防ぐことができる。

さらに、外壁や函体と保護管との接続部の防水構造を、水膨潤性部材を使って形成すれば、浸水時の防水性能が向上するので、確実に水の浸入を防ぐことができる。

また、水膨潤性部材が吸水ポリマーであれば、所望する箇所に所望する量の水膨潤性部材を容易に配置することができる。

本発明の実施の形態の蓄電池の設置構造の構成を示した説明図である。 蓄電池を収容する函体の構成を示した斜視図である。 函体の吸気口の通常時の状態を示した説明図である。 函体の吸気口の浸水時の状態を示した説明図である。 実施例の函体の吸気口の状態を示した図で、（ａ）は通常時の説明図、（ｂ）は浸水時の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の蓄電池３の設置構造を備えた建物１の構成を模式的に示した説明図である。

この建物１は、住宅として使用される建物であって、屋根１２の上には太陽光発電パネル１４，・・・が設置されている。複数の太陽光発電パネル１４，・・・は配線１４ａによって繋がれている。

そして、複数の太陽光発電パネル１４，・・・によって発電された電力は、パワコン１４ｂにおいて交流電流に変換された後に、配線１４ｃによって分電盤１３まで送られる。

分電盤１３は、建物１の内部に設置される。このため、建物１の外壁１１の上部に設けられた貫通孔１１ｂを通して配線１４ｃが行われる。また、分電盤１３には、電力会社などの電力網である商用電源に繋がる電線１５も接続されている。

さらに、分電盤１３は、蓄電池３とも接続される。なお、ここでは詳細について説明しないが、分電盤１３は、停電時などに蓄電池３によって作動させたい電気機器に繋げるものと、それ以外のものが分かれている構成であってもよい。

太陽光発電パネル１４，・・・によって発電された電力は、建物１に設置された冷蔵庫、エアコン、テレビなどの電気機器で消費することもできるし、電線１５を逆潮流させることによって電力会社などに売ることもできる。

さらに、太陽光発電パネル１４，・・・によって発電された電力を蓄電池３に蓄えて、夜間や降雨時など太陽光発電が行われない状況下で使用することもできる。

また、停電などの非常時には、太陽光発電パネル１４，・・・によって発電された電力を直接、使用することもできるし、蓄電池３に蓄えられた電力を使用することもできる。

ここで、商用電源に繋がる電線１５、並びに太陽光発電パネル１４，・・・及び蓄電池３に繋がる配線１４ｃ，３４には、通過する電力を測定するためのＣＴセンサ１５ａ，１４ｅ，３４ａが取り付けられている。

これらのＣＴセンサ１５ａ，１４ｅ，３４ａによって測定された計測値は、図１に示すように無線などによって情報端末１６に送信される。そして、情報端末１６などで演算処理された建物１の電力に関する情報は、情報端末１６の表示部１６ａに表示される。

この表示部１６ａに表示される情報には、太陽光発電パネル１４，・・・の発電量、蓄電池３の蓄電量、電線１５を通して供給を受ける電力量（電気料金）、電線１５を通して買い取らせる電力量（売電収入）などがある。

また、このような情報は表示部１６ａで視認するためだけに使用されるのではなく、太陽光発電パネル１４，・・・によって発電された電力を建物１で消費するか、売電するのか、蓄電池３に蓄えるのかの制御にも使用できる。さらに、これらの情報を使って蓄電池３の充放電の制御を行うこともできる。

蓄電池３は、図１に示すように、建物１の外部となる外壁１１近くの地面Ｇに設けられた基礎２１上に設置される。基礎２１には函体２が固定され、その函体２の内部に蓄電池３が収容される。

函体２は、図２に示すように、直方体の箱型に形成される。この函体２の内空には、図１に示すように、蓄電池３と、充放電などの制御をおこなうためのシステムコントローラ３２及びＢＭＵ３３（バッテリー・マネジメント・ユニット）と、交流と直流の変換を行うパワコン３１とが主に収容されている。

また、パワコン３１は、建物１の内部の分電盤１３に配線３４によって繋がれている。配線３４は、外壁１１の下部に穿孔された貫通孔１１ａを通して行われる。

そして、貫通孔１１ａの外部側から函体２の外面側までの配線３４は、保護管４によって覆われる。この保護管４は、合成樹脂管や塩化ビニル管などの防水性能の高い管材によって形成される。

外壁１１の貫通孔１１ａと保護管４との接続部４１は、シーリング材やゴムパッキンなどによって防水構造に仕上げられる。また、函体２と保護管４との接続部４２も、同様にシーリング材などによって防水構造に仕上げられる。

図２に示すように、函体２の正面は扉２４になっており、その扉２４を開けることによって蓄電池３やシステムコントローラ３２などの点検、修理をおこなうことができる。

また、函体２の側面の下部には、吸気口２２が設けられる。さらに、函体２の背面の上部には、排気口２３，２３が設けられる。吸気口２２と排気口２３，２３は、函体２の内部の空気を換気することによって冷却をおこなうために設けられる。

すなわち、函体２に収容される蓄電池３には、パワコン３１、システムコントローラ３２及びＢＭＵ３３が接続されており、充電時や放電時の運転時に発熱する。

この熱をスムーズに函体２の外部に放出しなければ、蓄電池３の充放電効率が低下することになる。このため、吸気口２２から函体２の外部の空気を内部に取り込み、温度が上昇した空気を排気口２３，２３から排出させる。

このように函体２には、吸気口２２や排気口２３，２３のように運転時には通気可能に開口しておかなければならない隙間がある。また、扉２４の周囲にも隙間がある。

しかしながら洪水等によって函体２の周囲が水没すると、このような隙間から函体２の内部に水が浸入することになる。函体２の内部に水が浸入すると、蓄電池３、パワコン３１、システムコントローラ３２又はＢＭＵ３３がショートして使用できなくなる可能性が高い。

そこで、函体２の隙間を浸水時に防水構造となるような構成にする。ここで、吸気口２２や排気口２３以外の運転時に開口していなくてもよい隙間は、シーリング材やゴムパッキンなどによって常時、塞いでおくことができる。

以下では、運転時には通気可能となるように開口し、浸水時にのみ塞がって防水構造となる構成について、吸気口２２を例に説明する。よって、排気口２３については詳細な説明を省略するが、吸気口２２と同様の構成にできる。

吸気口２２には、図３に示すように、水平方向に向けられた複数の羽根板２２ａ，・・・が平行に差し渡されている。羽根板２２ａは、例えば先端側が下になるように斜めに設置されている。

また、羽根板２２ａ，・・・の内部側には、フィルター材２２ｂが配置されている。すなわち、羽根板２２ａ，２２ａの隙間から外気が流れ込むと、フィルター材２２ｂを通過することによって塵埃が除去された状態の空気が函体２の内部に取り込まれる。

そして、羽根板２２ａ，・・・の例えば先端側の上面には、水膨潤性部材としての吸水ポリマー５が盛り付けられる。吸水ポリマー５は、水に接触して吸水すると体積が膨張し、乾燥すると収縮する性質を有している。

例えば紐状に成形された吸水ポリマー５を、図３に示すように上方の羽根板２２ａとの間に隙間が残るような状態で、羽根板２２ａの上面に取り付ける。このような構成であれば、吸水ポリマー５が乾燥して収縮しているときは、吸水ポリマー５の上面と羽根板２２ａの下面との間から外気を取り込むことができる。

これに対して、函体２の周囲が洪水などによって浸水すると、図４に示すように水面Ｗが徐々に上昇し、水が吸水ポリマー５に接触することになる。水を吸収した吸水ポリマー５は、体積が数倍に膨張して上方の羽根板２２ａの下面に密着して上下の羽根板２２ａ，２２ａの隙間が塞がれることになる。ここで、吸水ポリマー５の膨潤倍率は、任意に設定することができる。

次に、本実施の形態の蓄電池３の設置構造の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の蓄電池３の設置構造は、蓄電池３を収容する函体２から建物１の外壁１１まで保護管４が配管されており、その保護管４の内空を介して分電盤１３までの配線３４がされる。

また、保護管４と外壁１１及び保護管４と函体２との接続部４１，４２は、防水構造となっている。

このため、洪水などによって函体２の周辺が浸水しても、保護管４及び接続部４１，４２の防水構造によって、配線３４を伝って函体２内部に水が浸入するのを防ぐことができるので、簡単な構造で浸水に対応することができる。

また、函体２の隙間に吸水ポリマー５などの水膨潤性部材を配置することによって、浸水時の防水性能を上げることができる。すなわち、吸気口２２や排気口２３は、充放電時などの蓄電池３を運転しているときにパワコン３１等から発生する熱を放熱させるために開けておく必要がある。

そして吸水ポリマー５を配置していても、膨潤前の状態で上下の羽根板２２ａ，２２ａ間に隙間が残って函体２の内外方向の通気が可能になっていれば、運転時に函体２の内部を正常に冷却させることができる。

また、浸水時には、水が吸水ポリマー５に浸み込むことによって短時間で数倍に膨れ上がり、上下の羽根板２２ａ，２２ａ間の隙間が塞がれて水の浸入を防ぐことができる。

このような常時は隙間を開口し、浸水時は隙間を塞ぐことができる構成は、吸水ポリマー５を使うことによって簡単に形成することができる。また、常時（吸水ポリマー５の収縮時）に確保したい隙間の広さや、浸水時（吸水ポリマー５の膨潤時）に吸水ポリマー５を上方の羽根板２２ａに密着させる度合（強さ）は、吸水ポリマー５の収縮時の断面の大きさや成分（膨潤倍率）を調節することで、容易に所望する構成にすることができる。

次に、前記実施の形態とは別の形態の函体２Ａについて、図５を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

この実施例で説明する函体２Ａは、図５（ａ）に示すように、吸気口２２のフィルター材２２ｂの内側の離隔した位置に背面壁２５を備えている。背面壁２５は、外部側が低くなるように斜めに形成され基面２５ｃの上に、フィルター材２２ｂと略平行になるように形成される。

また、背面壁２５の上縁２５ｂは、吸気口２２の天井面２２ｃよりも低い位置にあり、背面壁２５の上縁２５ｂと天井面２２ｃとの隙間が函体２Ａの内外を連通させる連通口２５ａとなる。

さらに、背面壁２５のフィルター材２２ｂ側の壁面は、水膨潤性部材としての吸水ポリマー５Ａによって基面２５ｃの少し上の位置まで覆われている。そして、吸水ポリマー５Ａの上縁及びフィルター材２２ｂ側の側面は、防水シート６によって覆われている。

この防水シート６の下縁６ａは、基面２５ｃよりも少し高い位置にあるが、吸水ポリマー５Ａの下端５１よりは低い位置まで吊り下げられている。このため、吸気口２２から雨水が吹き込んでも、雨水は防水シート６を伝って流れ落ち、基面２５ｃを流下して外部に排出されるので、吸水ポリマー５Ａが膨潤してしまうことはない。

一方、吸気口２２から取り込まれた外気は、フィルター材２２ｂを通って防水シート６との隙間を上昇し、連通口２５ａから函体２Ａの内部に流れ込むことになる。

これに対して、函体２Ａの周囲が洪水などによって浸水すると、図５（ｂ）に示すように水面Ｗが徐々に上昇し、水が防水シート６の下縁６ａと基面２５ｃとの隙間から浸入して吸水ポリマー５Ａの下端５１に接触することになる。

水を吸収した吸水ポリマー５Ａは、体積が数倍に膨張してフィルター材２２ｂの裏面に防水シート６が密着して、フィルター材２２ｂと背面壁２５との間の隙間が膨潤した吸水ポリマー５Ａによって塞がれることになる。ここで、吸水ポリマー５Ａの膨潤倍率は、任意に設定することができる。

このように吸水ポリマー５Ａが上方及び側方から供給される水分によって膨潤しないように防水シート６で覆われていれば、雨水や湿度などの浸水時ではない場合に供給される水分によって吸水ポリマー５Ａが膨潤してしまうのを防ぐことができる。

また、防水シート６の下縁６ａと基面２５ｃとの間に隙間を開けて、浸水時には確実に水が吸水ポリマー５Ａに接触するようにしておけば、浸水時にのみ水の浸入を防ぐことができる。ここで、防水シート６の下縁６ａと基面２５ｃとの間の隙間は、図５（ｂ）に示すように、吸水ポリマー５Ａが膨潤すると広がっていくので、防水シート６が浸水時の吸水ポリマー５Ａの膨潤を妨げることはない。

なお、この他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、常時、防水構造としておく隙間については、シーリング材やゴムパッキンで塞いで防水構造にすることについて説明したが、これに限定されるものではなく、保護管４の接続部４１，４２の防水構造や扉２４の隙間も水膨潤性部材による防水構造にすることができる。

また、シーリング材などの常時、隙間を塞ぐ材料と、水膨潤性部材とを重ねて二重の防水構造にすることもできる。例えば、外壁１１や函体２と保護管４との接続部４１，４２にシーリング材を塗布して隙間を埋め、さらにその外周を吸水ポリマー５で被覆しておけば、浸水時には吸水ポリマー５が膨潤してシーリング材の水密度が増して防水性能が向上するので、確実に水の浸入を防ぐことができる。

また、前記実施の形態及び実施例では、水膨潤性部材として吸水ポリマー５について説明したが、これに限定されるものではなく、水膨潤ゴム、水膨潤粘土鉱物などを水膨潤性部材として使用することもできる
さらに、前記実施の形態では、羽根板２２ａの上面にのみ吸水ポリマー５を配置したが、これに限定されるものではなく、例えば羽根板２２ａの下面にも吸水ポリマー５を取り付ければ、下方の羽根板２２ａの上面に配置されて膨潤した吸水ポリマー５と上方の羽根板２２ａの下面に配置されて膨潤した吸水ポリマー５とが突き合わされて、短時間で羽根板２２ａ，２２ａ間の隙間を塞ぐことができる。

また、前記実施の形態では吸気口２２と排気口２３の両方に吸水ポリマー５を設置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、排気口２３が地面Ｇから充分に高い位置にあって浸水のおそれがなければ、排気口２３には吸水ポリマー５を設置しなくてもよい。

１ 建物
１１ 外壁
１１ａ 貫通孔
１３ 分電盤
２，２Ａ 函体
２２ 吸気口（隙間）
２３ 排気口（隙間）
３ 蓄電池
４ 保護管
４１，４２ 接続部
５，５Ａ 吸水ポリマー（水膨潤性部材）
６ 防水シート

Claims (5)

1. 建物の外部に設置された函体に蓄電池が収容された蓄電池の設置構造であって、
   前記函体から前記建物の外壁まで保護管が配管されており、前記蓄電池と前記建物の分電盤とを繋ぐ配線が前記保護管に通されていて、前記外壁及び前記函体と前記保護管との接続部が防水構造にされているとともに、
   前記函体の内部側には、吸気口のフィルター材の内側に背面壁が隙間を開けて設けられており、前記背面壁の前記フィルター材側の壁面には水膨潤性部材が配置されていて、
   前記水膨潤性部材は、浸水時には膨潤して前記フィルター材と前記背面壁との隙間を塞ぐとともに、上方及び側方から供給される水によっては膨潤しないように前記フィルター材側の面が防水シートで覆われていることを特徴とする蓄電池の設置構造。
2. 建物の外部に設置された函体に蓄電池が収容された蓄電池の設置構造であって、
   前記函体から前記建物の外壁まで保護管が配管されており、前記蓄電池と前記建物の分電盤とを繋ぐ配線が前記保護管に通されていて、前記外壁及び前記函体と前記保護管との接続部が防水構造にされているとともに、
   前記函体の吸気口のフィルター材の外部側に、先端側が下になるように斜めに設置された複数の羽根板によって隙間が形成されており、
   前記隙間には、前記羽根板の先端側の上面に水膨潤性部材が配置されていて、浸水時には前記水膨潤性部材が膨潤して前記羽根板間の隙間を塞ぐことを特徴とする蓄電池の設置構造。
3. 前記外壁と前記保護管との防水構造が、水膨潤性部材によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池の設置構造。
4. 前記函体と前記保護管との防水構造が、水膨潤性部材によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蓄電池の設置構造。
5. 前記水膨潤性部材が、吸水ポリマーによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蓄電池の設置構造。